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Circulating current minimization in high-frequency AC power distribution architecture with multiple inverter modules operated in parallel / Ye, Zhongming in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2673-2687 p. Titre : Circulating current minimization in high-frequency AC power distribution architecture with multiple inverter modules operated in parallel Type de document : texte imprimé Auteurs : Ye, Zhongming, Auteur ; Jain, Praveen K., Auteur ; Sen, Paresh C., Auteur Article en page(s) : 2673-2687 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Circulating  current  minimization  Current  decomposition  Current  sharing  High  frequency  ac  (HFAC)  power  distribution  system  Resonant  inverter  Minimisation  courante  de  circulation  Décomposition  courante  Partage  courant  Inverseur  résonant Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : The control issue of multiple inverter modules operated in parallel is investigated for high-frequency alternative current (HFAC) power distribution architectures, where multiple high-frequency resonant inverters are connected in parallel to the high-frequency high-voltage low-current (HVLC) AC bus, to feed a number of point-of-use power supplies. The circulating current in the multiple inverter system is analyzed first. A novel control scheme is proposed based on the active and reactive current decomposition concept. In the proposed control, there are two loops: 1) the current sharing control loop and 2) the voltage feedback control loop. For the current sharing loop, the active current and reactive current are controlled separately. It is shown that the minimization of the circulating current can be achieved if both the active current and reactive current of the equivalent load are evenly distributed among activated inverter modules. This control method is superior to the scalar control where only the magnitudes of the currents are controlled. Performance is verified with both simulations and experiments on a prototype HFAC power distribution system where two two-stage resonant inverter modules of 500 kHz and 100 W are connected in parallel through small connection inductors to the 500-kHz 28-V rms HFAC bus. L'issue de commande des modules multiples d'inverseur actionnés en parallèle est étudiée pour des architectures courantes alternatives à haute fréquence de distribution d'énergie (HFAC), où des inverseurs résonnants à haute fréquence multiples sont reliés en parallèle (HVLC) à l'autobus à faible intensité à haute tension à haute fréquence à C.A., pour alimenter l'un certain nombre point-de-emploient des alimentations d'énergie. Le courant de circulation dans le système multiple d'inverseur est analysé d'abord. On propose un arrangement de commande original a basé sur le concept courant actif et réactif de décomposition. Dans la commande proposée, il y a deux boucles : 1) la boucle d'avertissement de partage courante et 2) la boucle d'avertissement de rétroaction de tension. Pour la boucle de partage courante, le courant actif et le courant réactif sont commandés séparément. On lui montre que la minimisation du courant de circulation peut être réalisée si le courant actif et le courant réactif de la charge équivalente sont également distribués parmi les modules activés d'inverseur. Cette méthode de contrôle est supérieure à la commande scalaire où seulement les importances des courants sont commandées. L'exécution est vérifiée avec des simulations et des expériences sur un système de distribution d'énergie du prototype HFAC où deux modules résonnants à deux étages d'inverseur de 500 kilohertz et 100 W sont reliés en parallèle par de petits inducteurs de raccordement à l'autobus de 500-kHz 28-V RMS HFAC. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4292360 [...] [article] Circulating current minimization in high-frequency AC power distribution architecture with multiple inverter modules operated in parallel [texte imprimé] / Ye, Zhongming, Auteur ; Jain, Praveen K., Auteur ; Sen, Paresh C., Auteur . - 2673-2687 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°5 (Octobre 2007) . - 2673-2687 p. Mots-clés : Circulating  current  minimization  Current  decomposition  Current  sharing  High  frequency  ac  (HFAC)  power  distribution  system  Resonant  inverter  Minimisation  courante  de  circulation  Décomposition  courante  Partage  courant  Inverseur  résonant Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : The control issue of multiple inverter modules operated in parallel is investigated for high-frequency alternative current (HFAC) power distribution architectures, where multiple high-frequency resonant inverters are connected in parallel to the high-frequency high-voltage low-current (HVLC) AC bus, to feed a number of point-of-use power supplies. The circulating current in the multiple inverter system is analyzed first. A novel control scheme is proposed based on the active and reactive current decomposition concept. In the proposed control, there are two loops: 1) the current sharing control loop and 2) the voltage feedback control loop. For the current sharing loop, the active current and reactive current are controlled separately. It is shown that the minimization of the circulating current can be achieved if both the active current and reactive current of the equivalent load are evenly distributed among activated inverter modules. This control method is superior to the scalar control where only the magnitudes of the currents are controlled. Performance is verified with both simulations and experiments on a prototype HFAC power distribution system where two two-stage resonant inverter modules of 500 kHz and 100 W are connected in parallel through small connection inductors to the 500-kHz 28-V rms HFAC bus. L'issue de commande des modules multiples d'inverseur actionnés en parallèle est étudiée pour des architectures courantes alternatives à haute fréquence de distribution d'énergie (HFAC), où des inverseurs résonnants à haute fréquence multiples sont reliés en parallèle (HVLC) à l'autobus à faible intensité à haute tension à haute fréquence à C.A., pour alimenter l'un certain nombre point-de-emploient des alimentations d'énergie. Le courant de circulation dans le système multiple d'inverseur est analysé d'abord. On propose un arrangement de commande original a basé sur le concept courant actif et réactif de décomposition. Dans la commande proposée, il y a deux boucles : 1) la boucle d'avertissement de partage courante et 2) la boucle d'avertissement de rétroaction de tension. Pour la boucle de partage courante, le courant actif et le courant réactif sont commandés séparément. On lui montre que la minimisation du courant de circulation peut être réalisée si le courant actif et le courant réactif de la charge équivalente sont également distribués parmi les modules activés d'inverseur. Cette méthode de contrôle est supérieure à la commande scalaire où seulement les importances des courants sont commandées. L'exécution est vérifiée avec des simulations et des expériences sur un système de distribution d'énergie du prototype HFAC où deux modules résonnants à deux étages d'inverseur de 500 kilohertz et 100 W sont reliés en parallèle par de petits inducteurs de raccordement à l'autobus de 500-kHz 28-V RMS HFAC. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 En ligne : http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=4282101&arnumber=4292360 [...]

Series–parallel resonant converter in self-sustained oscillation mode with the high-frequency transformer-leakage-inductance effect: analysis, modeling, and design / Youssef, Mohamed Z. in IEEE transactions on industrial electronics, Vol. 54 N°3 (Juin 2007) 

Public ISBD [article]  in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1329-1341 p. Titre : Series–parallel resonant converter in self-sustained oscillation mode with the high-frequency transformer-leakage-inductance effect: analysis, modeling, and design Titre original : Convertisseur résonnant en série-parallèle en mode d'oscillation soutenu par individu avec l'effet à haute fréquence d'inductance de fuite de transformateur : Analyse, modeler, et conception Type de document : texte imprimé Auteurs : Youssef, Mohamed Z., Auteur ; Jain, Praveen K., Auteur Article en page(s) : 1329-1341 p. Note générale : Electronique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Modeling  Resonant  converters  Self-sustained  oscillation  (SSOC)  Modélisation  Convertisseurs  résonants  Oscillation  soutenue  par  individu Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : An accurate modeling of the series-parallel resonant converter operating in self-sustained oscillation mode including the overlap effects of the output rectifying stage due to the leakage inductance of the transformer is presented. This paper presents a systematic procedure to study the aforementioned effects on the converter dynamic and steady-state performance. Such information is critical in designing isolated high-frequency resonance-based voltage-regulator modules for powering future subvoltage very large scale integration circuits such as microprocessors. The extended describing function technique is used to extract the steady-state characteristics in order to get an optimum converter design. Averaging state-space techniques are employed to derive a small-signal model that can describe the converter dynamics accurately. Analytical and simulation results are given. Finally, a 1-kW experimental prototype is built to verify the validity of the proposed work. Modèle précis du convertisseur résonnant en série-parallèle fonctionnant en mode d'oscillation soutenu par individu comprenant les effets de chevauchement du rendement rectifiant l'étape due à l'inductance de fuite du transformateur est présenté. Cet article présente un procédé systématique pour étudier les effets mentionnés ci-dessus sur l'exécution d'état d'équilibre dynamique et de convertisseur. Une telle information est critique en concevant les modules basés par résonance à haute fréquence d'isolement de régulateur de tension pour de futurs circuits actionnants d'intégration d'à très grande échelle de subvoltage tels que des microprocesseurs. La technique décrivante prolongée de fonction est employée pour extraire les caractéristiques d'état d'équilibre afin d'obtenir une conception optima de convertisseur. Faisant la moyenne des techniques de l'espace d'état sont utilisés pour dériver un petit modèle de signal qui peut décrire la dynamique de convertisseur exactement. Des résultats analytiques et de simulation sont donnés. En conclusion, un prototype 1-kW expérimental est établi pour vérifier la validité du travail proposé. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseurs électriques En ligne : mohamed.youssef@ece.queensu.ca, praveen.jain@ece.queensu.ca [article] Series–parallel resonant converter in self-sustained oscillation mode with the high-frequency transformer-leakage-inductance effect: analysis, modeling, and design = Convertisseur résonnant en série-parallèle en mode d'oscillation soutenu par individu avec l'effet à haute fréquence d'inductance de fuite de transformateur : Analyse, modeler, et conception [texte imprimé] / Youssef, Mohamed Z., Auteur ; Jain, Praveen K., Auteur . - 1329-1341 p. Electronique Langues : Anglais (eng) in IEEE transactions on industrial electronics > Vol. 54 N°3 (Juin 2007) . - 1329-1341 p. Mots-clés : Modeling  Resonant  converters  Self-sustained  oscillation  (SSOC)  Modélisation  Convertisseurs  résonants  Oscillation  soutenue  par  individu Index. décimale : 621 Ingénierie mécanique en général. Technologie nucléaire. Ingénierie électrique. Machinerie Résumé : An accurate modeling of the series-parallel resonant converter operating in self-sustained oscillation mode including the overlap effects of the output rectifying stage due to the leakage inductance of the transformer is presented. This paper presents a systematic procedure to study the aforementioned effects on the converter dynamic and steady-state performance. Such information is critical in designing isolated high-frequency resonance-based voltage-regulator modules for powering future subvoltage very large scale integration circuits such as microprocessors. The extended describing function technique is used to extract the steady-state characteristics in order to get an optimum converter design. Averaging state-space techniques are employed to derive a small-signal model that can describe the converter dynamics accurately. Analytical and simulation results are given. Finally, a 1-kW experimental prototype is built to verify the validity of the proposed work. Modèle précis du convertisseur résonnant en série-parallèle fonctionnant en mode d'oscillation soutenu par individu comprenant les effets de chevauchement du rendement rectifiant l'étape due à l'inductance de fuite du transformateur est présenté. Cet article présente un procédé systématique pour étudier les effets mentionnés ci-dessus sur l'exécution d'état d'équilibre dynamique et de convertisseur. Une telle information est critique en concevant les modules basés par résonance à haute fréquence d'isolement de régulateur de tension pour de futurs circuits actionnants d'intégration d'à très grande échelle de subvoltage tels que des microprocesseurs. La technique décrivante prolongée de fonction est employée pour extraire les caractéristiques d'état d'équilibre afin d'obtenir une conception optima de convertisseur. Faisant la moyenne des techniques de l'espace d'état sont utilisés pour dériver un petit modèle de signal qui peut décrire la dynamique de convertisseur exactement. Des résultats analytiques et de simulation sont donnés. En conclusion, un prototype 1-kW expérimental est établi pour vérifier la validité du travail proposé. DEWEY : 621 ISSN : 0278-0046 RAMEAU : Convertisseurs électriques En ligne : mohamed.youssef@ece.queensu.ca, praveen.jain@ece.queensu.ca